Onderwerp: Technische aspecten van een IMOCA

@JRomkes:om nog even terug te komen op de foils:
De Imoca zit intussen in een technische ontwikkelingsrace á la F1.
Zonder foils maakt je geen kans. Maar het lijkt me nog steeds een zeer zwak punt van de huidige boten.
Dus risicovol, niet wat betreft veiligheid maar m.o.o. schade. Thomson had de vorige race kunnen winnen.
Je spreekt in je uitleg over constructie over schuim en zelfs holtes.
Fotos van de schade van Thomson lijken op afgebroken koolstof. Als er weer een aantal gaan crashen zal deze ontwikkeling toch te denken geven?
Ik ben een leek maar ik kan me voorstellen dat er een stalen bewapening gebruikt zou kunnen worden.
Of is dat te simpel voorgesteld?
Daarnaast ben ik nieuwsgiereg of dat jij vanuit je professionele expertise verwacht dat ze allemaal heel blijven.

Het lijkt mij zeer onwaarschijnlijk dat ze allemaal heel blijven. Er zijn altijd wel uitvallers met materiaal schade. Zelfs in een eenheidsklasse zoals de volvo65.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

OOTG schreef : Ik ben met een van de ontwerpers van de Gitana X naar school geweest en heb daardoor het geluk gehad dat ik met mijn 2018 bezoek aan de Franse IMOCA teams een dagje mee heb mogen zeilen met de Gitana tijdens een van hun aller eerste trainings tochten. Wat ze in dit filmpje laten zien is behoorlijk veel omvattend en ze laten opzich weinig geheimen weg. Toen ik meeging was het systeem nog helemaal flut en hadden de zeilers er weinig vertrouwen in dat het goed zou komen. Zoals het nu lijkt werkt het systeem heel behoorlijk. Gitana heeft 4 in hoogte verstelbare zwaarden/roeren welke allemaal een trimtab en een foil hebben die in hoek versteld kunnen worden. Daarzijn al die servo's voor. Door op een knop te drukken kunnen ze een bepaald deel van de boot meer of minder uit het water tillen. Daarnaast hebben ze twee foils welke de grootste lift en de drift beperking veroorzaken. Zoals je in het filmpje ook kan zien is de foil op de loef drijver volledig ingetrokken, die hebben ze niet nodig. Om de boot te stoppen van duiken hebben ze ook nog eens 5 ton waterballast mogelijkheid in de achterzijde van de drie rompen. Dat staat ze toe om aanzienlijk meer zeil te varen op ruime koersen. De boot is in eerste instantie bedoeld voor het breken van de Jules verne trophy, ofwel het snelste non-stop rond de wereld. Dit gebeurt met volledige bemanning, maar de boot is ook zo gebouwd dat het solo gezeild kan worden. Er zjn momenteel 3 serieuze teams met een ultime 100 bezig. (deze tri's zijn 100 voet, ofwel 30.5m lang) Gitana X, Banque Populaire IX en Macif. Spindrift is er ook een, maar die worden zoveel gepaagd door tegenslag en ze werken nog nauwlijks met foils binnen dat team, dus eigenlijk tellen ze niet mee. De boot is ook al een stuk ouder.

het aantal bouwers en ontwerpers van dit soort boten is natuurlijk erg beperkt, dus de invloed van dit soort extreme meerrompers is natuurlijk ook merkbaar in de IMOCA. Sterker nog, over enkele jaren merk je de invloed op jouw onschuldige toerbootje ook. De autopiloten op deze boten moeten zo goed kunnen anticiperen dat de registratie van bewegingen in combinatie met het zelflerende vermogen van de stuurautomaten zo hoog moet zijn om ze op vol vermogen te kunnen varen, dat er enorme stappen vooruit gemaakt worden in de ontwikkeling van deze technologie.

De princiepes van de foils op de ultime zijn erg anders als die van de foils op een IMOCA. Een ultime heeft bijna geen regels en kan dus doen wat het meest praktische is. Op een IMCOA is dat allemaal net iets anders omdat de foils daar meerdere taken binnen een strak kader moeten vervullen. Daarnaast mag de IMOCA geen gebruik maken van motorisch aangedreven krachtbronnen, met uitzondering van de kiel. Automatische besturing van de foils is dus uit den boze.

Een kort antwoord: ja, de IMOCA teams hebben zeker voordeel van de ontwikkelingen in de Ultime klasse, vooral omdat de bouwers/ontwerpers daar hun opgedane kennis niet kunnen "uitzetten" als ze aan andere projecten werken.

het viel me op dat 'la mie coline' toch een soort foils aan de (onderkant) foils had.

terwijl ik dacht dat de foils verder geen uitstekende delen mocht hebben?

verder opvallend dat de profielen vand e roerbladen zò anders zijn dan het gebruikelijke, ook daar héél dun uitlopend ( specifieker: Charal >> zeer puntig uitlopend tot een vrijwel mespuntje )
@ Erik : énig idee waarom ?

OOTG schreef : Die uitstekende fin aan de onderkant zorgt samen met het uitstekende bovenstuk voor de drift beperking. Door een deel daarvan onder en een deel boven de foil te doen kun je het buigend moment op de foil veranderen en kun je ze lichter bouwen. De foils mogen uitsteksels hebben, de kiel en de roeren mogen dat niet. De Maître CoQ van Jérémie Beyou had zo'n finnetje in de Vendee van 2016 ook:

Als de boot in "vliegende" modus is dan steekt het lij roer niet altijd volledig meer in het water. De extra dunne tip geeft relatief weinig weerstand tijdens "normaal" varen, maar heeft voldoende roer effectiviteit met de hoge snelheden tijdens het "vliegen" en het daarbij behorende (deels) uit het water komen van het roer.

Twee maanden terug was de algemene leden vergadering van de IMOCA klasse. Hierin hebben eigenaren van IMOCA's mogen stemmen op het al dan niet aannemen van nieuwe klasseregels alsook het wedstrijdprogramma voor 2021 t/m 2025.

De nieuwe klasseregels die vanaf deze maand in zijn gegaan en geldig zijn tot November 2024 en dus ook voor de Vendee van 2024.

Alle teams waren het er over eens dat sponsoring steeds moeilijker lijkt te zijn in het huidige economische klimaat. Daarom is er gekozen voor het proberen te drukken van kosten zonder de innovatie mogelijkheden al te veel in de weg te zitten.

Enkele zaken die zijn aangenomen (nagenoeg unaniem):
- De mast en kiel zijn al "eenheidsklasse", de giek en het roer ophanging+opklap+besturing systeem alsook de box waarmee de foils bediend worden vallen nu ook onder de eenheidsklasse regels. Alle schepen waarop deze onderdelen vervangen worden, of schepen welke nieuw gebouwd worden dienen aan de eenheidsklasse regel te voldoen op deze onderdelen.
- Er is een maximale lengte voor de foil vastgesteld.
- Het gebruik van Bio-materialen voor niet structurele zaken word aangemoedigd. (Voorheen was er een lijst met materialen waar uit gekozen moest worden, voornamelijk diverse soorten koolstof om zo uit te sluiten dat de teams met een groot budget de duurste en meest high-end varianten kunnen gebruiken)
- Het enige voorstel wat weggestemd is door de schippers is het toestaan van foils op de roeren, wederom vrijwel unaniem.

Nog even een korte toelichting op de term "éénheidsklasse" onderdelen binnen de IMOCA klasse.

Vanaf nu moeten de kielfins, de kiel besturing (hydrauliek), het roer en besturingsmechanisme, de mast, de giek en de foil bedieningsbox aan een zogenaamde eendheidsklasse voldoen. Dit is niet helemaal strikt en je kunt de betreffende onderdelen ook niet overal zomaar kopen. Het is als het ware een zogenaamde boxrule, zoals de IMOCA klasse zelfs eigenlijk ook al is.

Een boxrule betekent dat het betreffende onderdeel binnen bepaalde maten moet vallen en aan enkele eisen moet voldoen. Zo staan voor deze eenheidsklasse onderdelen de bouwmaterialen vast, de globale maten moeten binnen een bepaalde range vallen, een minimum en maximum gewicht staat vast gesteld, gewichtszwaartepunt staat vastgesteld en zo nog wat andere zaken die per onderdeel verschillen. Binnen die boxrule mag je maken wat je wilt, maar omdat de variatie mogelijkheden zo klein zijn valt er eigenlijk geen winst te behalen in optimalisatie. En dat is het hele doel: het zijn kwetsbare onderdelen waar schade grote gevolgen heeft, optimalisatie is enorm duur en er zijn maar minimale prestatieverbeteringen nodig. Door deze onderdelen voor alle boten gelijk te houden neem je een enorme kostenpost weg en worden de risico's op ernstige schade kleiner.

Theoretisch zouden de diverse onderdelen ook tussen de verschillende schepen uitwiselbaar moeten zijn, maar of dat in de praktijk ook echt werkt betwijfel ik.

Duidelijke uitleg.
Ik heb nog een vraag over de foils. Bij de start gister viel heb mij op dat bij enkele van de nieuwste boten er op de foils aan de bovenkant op regelmatige afstand bultjes zaten. Een soort van pukkels zeg maar. Wat is het nut daarvan? Ze hebben het niet allemaal geloof ik.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Wederom een golfbalexperiment
Heb je daar een plaatje bij?

In golfballetjes zitten deukjes om de luchtstroming te verstoren. Dat zou minder weerstand geven.

MrP schreef :
Begrepen dat het te maken heeft met lucht happen en daarmee foiling lift verstoring (de voorkoming ervan)

Ik heb ze maar bij één boot gezien. Exact weten doe ik het niet, maar mijn vermoeden is dat ze in theorie weer sneller lift oppakken na even kortstondig uit het water te zijn geweest.

Das geen rocketscience:

www.quest.nl/mens/sport/a25610926/putjes-golfbal/

In 1982 al surfboards gezien met allemaal van die holletjes in de bodem.
Werkte trouwens (ook) niet

Dit zijn geen holletjes, dit zijn bultjes. Ze gebruiken ze ook op schaalmodellen in sleeptanks om de diverse grens en scheidingslagen beter te kunnen verschalen. Of het werkt weet ik niet, maar deze boten zijn door meer als 1 set foils gegaan tijdens de test fases in de afgelopen twee jaar. Als het geen effect heeft dan zouden ze er hoogst waarschijnlijk niet meer opzitten.

Nou ja, op golfballetjes werken die deukjes ook.
Ik meen dat de zigzagtape bij schaatsers ook weer verdwenen is. Ze gebruiken nu dacht ik een ander textielsoort met een bepaalde structuur om hetzelfde effect te krijgen.
Leuk leesvoer:
retro.nrc.nl/W2/Nieuws/1998/02/09/Spo/01.html
Vroeger had 3M ook een soort sharkskin folie dat onder speed surfboards geplakt werd.
Inmiddels zijn er dus al heel veel soortgelijke oplossingen geweest die allemaal maar een kort toegepast leven hebben gehad. Vandaar dat is wat sceptisch ben.
Aan de andere kant....een golfballetje heeft nog steeds deukjes

De bladen van mijn windgenerator hebben ook een zigzag patroontje langs de leading edge. Die maken maar half zoveel geluid als exact dezelfde bladen van de concurrentie zonder zo'n zigzagje. Verschillen zullen er dus zijn. Maar net als jij ben ik ook sceptisch dat die bultjes enig meetbaar effect hebben op de effectiviteit van de foil.

Iemand die lucht en ruimtevaarttechniek studeerde vertelde me eens dat vliegtuigfabrikanten vleugels lieten ontwerpen en testen. Dan werd er links en rechts wat zigzagtape op gezet en als dat dan goed werkte werden verder alle geproduceerde vleugels op die plek van dat tape voorzien. Ik verwachtte eigenlijk dat er dan een aangepast ontwerp zou komen met een iets ander profiel maar dat zou dan weer nieuwe mankementen vertonen aldus de student.
Het maakte mij wel duidelijk dat er wel aan gerekend wordt maar dat er ook veel gevoel en inzicht bij kwam kijken. De modellen doen niet altijd wat ze beloven, het is lastige materie!

Bij die zigzag tape op de schaatspakken schaatspakken denk ik meer Dat die in de breedte georiënteerd is. Deze bultjes lopen van de voorkant van de foils naar de achterkant. Over de lengte van het vleugelprofiel zeg maar. Dat doet dan toch iets anders? Als het niet meer de eerste set foils is, dan waren ze misschien niet tevreden over de performance van de eerste set?

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

holtere schreef :
Sterker nog, in vrijwel alles simulaties word een min of meer empirisch en/of globaal turbulentiemodel toegepast. Heb je een beetje een mooi simulatiepakket dan kun je dit model tunen naar je probleem wat je wilt simuleren.

Toevallig van de week een presentatie gezien van een comuterberekening van een vleugelprofiel waar de turbulentie écht berekend werd. Voor een minuscuul stukje vleugel zijn 5 biljoen rasterpunten genomen en in een tijdsdomein opgelost door het bundelen van enkele supercomputers.

Op het gebied van oppervlakten, grondslagen en turbulentie is er nog verdraaid weinig te berekenen.

Ik heb twee vrij basale vragen:

Er werd genoemd dat de nieuwere boten weer met een enkele koolstof huid gebouwd worden ipv met een kern. Is dat vanwege delaminatie problemen of iets anders? Met kern zou in principe lichter zijn toch?

De uithouders. Je ziet ze geloof ik op elke boot met een draaibare mast. Al generaties boten. Is dit concept gewoon uitontwikkeld, of vind er hier ook nog R&D plaats?

Vanwege de slamming loads, de boten beuken zo hard tegen de golven in dat de kern bezwijkt/delamineert. Veel boten hebben achter de kiel en in het dek nog wel een kern, maar dat is ook afhankelijk van de ontwerper/structuur ontwerper.
Het kernmateriaal is in zulke boten over het algemeen nomex honingraat(48kg/m3 is een veelgebruikte dichtheid) . Dat heeft een relatief klein oppervlak om aan te hechten. Door de dichtheid te vergroten (72kg/m3) krijg je daarin meer cellen en dus meer hechtings oppervlakte. Ook dat bleek niet genoeg(en is lastig te verwerken) waardoor er overgegaan werd op schuim stroken (de eerste generatie VO 70's had deze nog, en heeft daar veel problemen mee gehad, en trouwens niet alleen in de eerste generatie had delaminatie in de boeg) zwaarder schuim (130kg/m3) wordt nog wel eens gebruikt, maar niet in de lichtste boten. Schuim heeft een veel groter hechtingsoppervlak door de kleinere cellen. De Fransen, en dan vooral de imocas gingen al snel over op monolitisch laminaat. Dat geeft weinig stijfheid, dus heeft veel interne structuur in de vorm van stringers nodig. Dat is duurder dan een kern omdat er veel meer werk gaat zitten in het pasmaken, verlijmen, en lamineren. Rijen en rijen stringers in zulke boten. Het voordeel van een relatief flexibele huid over een stijve structuur is ook dat het bewegen van de huid de harde klappen iets (heel minimaal) dempt. En elk beetje helpt.

Nog even op zoek geweest naar plaatjes, in de eerste een schade

Dit is een spant of stringer, kan het niet zo goed zien. Gelijmd zo te zien. In de boeg zitten zulke structuren soms om de 20 cm.

Dan een plaatje van Thomas Ruyant's boot. Je ziet hier de buitenhuid(zwart), mijn collega's bij waar het zwaard uit de romp gaat komen, het bruine is de nomex honingraat kern, droog gepast, dus zonder lijm film nog. Het gele is schuim, corecell, om de verschillende vakken schuin te kunnen passen, en ook verschillende diktes en degelijke van elkaar te scheiden ( het is relatief eenvoudig om schuim te verwerken in tegenstelling tot nomex) helaas geen plaatjes van de stringers en structuur in de boeg. Maar geeft hopelijk een beetje een idee

Peter84 schreef : Met kern kun je inderdaad lichter bouwen, maar helaas zijn de mechanische eigenschappen van beschikbare kern materialen te ver van de eigenschappen van het koolstof verwijderd. Het schuim/nomex/honeycomb wat er dan ook gebruikt word komt los van de romp delen welke individueel (binnen en buiten huid) minder sterk zijn als de enkele huid. het is dus iets zwaarder, maar het blijft heel.
Er is zeker nog een hoop ontwikkeling mogelijk daar. De eerste vleugelmast met dekzalingen in de Vendee werd in 1996 toegepast door Yves Parlier. Daarna werd het steeds gangbaarder omdat het een efficienter tuig oplevert. Echter gingen er veel masten overboord en werden de tuigages buiten proportioneel duur door de ontwikkelingskosten. De IMOCA wil graag een ontwikkelingsklasse zijn, maar niet te koste van veiligheid of van exorbitante toename in bouwkosten voor een nieuwe boot. In 2012 hebben ze dus besloten om het ontwerp en bouwmethoden van masten en kielen vast te leggen binnen de klasse voorschriften. Daar is dus bijna geen innovatie ruimte meer open gehouden, maar heeft als resultaat dat er beduidend minder masten gesneuveld zijn in de laatste Vendee en dat de kosten voor het tuig en de kiel bijna gehalveerd zijn.

Kort antwoord op je vraag: ze zijn dus inderdaad allemaal hetzelfde. Echter kun je nog steeds kiezen uit een vleugel mast of een traditionele mast met zalingen. In deze Vendee is er volgens mij geen traditionele eenheidsklasse mast gekozen door een team. Indien je een bestaande boot hebt en je gaat kiel of mast vervangen, dan moet je voor de eenheidsklasse versie kiezen. Hoef je niet te vervangen dan mag je met je oude spul doorvaren.

Ontzettend bedankt Romkes en Erik, ik vind het reuze leerzaam, en ik ben blij dat er zoveel harde kennis word gedeelt hier op het forum.

Het kernmaterialen verhaal snap ik. De piekbelasting in de hele boot moet toch enorm zijn, wanneer ze zo hard in de golven klappen. In prince mist de boot een schokbreker in de romp? Met die stringers en enkele huid van koolstol, lijkt het wel een koeienhuid kano, zeg maar. Goed ook om die foto's te zien Romkes.

Duidelijk antwoord Erik. Dus die dekzalingen zijn onderdeel van de eenheids boxrule voor de masten? Geld die eenheidsklasse dan ook voor de andere appendages als giek, en verstaging? Ik kon het antwoord zo snel niet zelf vinden.
Volgens mij vaart Pip Hare met een ouderwetse mast, ze heeft in ieder geval geen uithouders of vleugelmast.

Er zijn twee verschillende eenheidsklasse masten, een standaard (niet roteerbare) mast en de roteerbare vleugelmast. Die laatste heeft de kenmerkende dekzalingen. De boot van Pip Hare is ouder als 2012 (1999) en mag dus officeel met een one-off mast varen. Als ze de mast zou verliezen en ze wil er een nieuwe opzetten, dan moet ze kiezen uit een van de twee eenheidsklasse masten.

Ik deel mijn kennis graag, mocht je meer willen weten vraag het dan gerust. Ik heb zeker geen antwoorden op alle vragen, maar zal waarschijnlijk een heel eind komen. JRomkes heeft een hele hoop kennis van het bouwen van dit soort boten, vaak meer als ik. Ook hij lijkt er geen moeite mee te hebben om kennis te delen. Dus als je meer wilt weten is dit je kans

Leuke info & foto's Keep it coming!
Blijft gaaf (ben zelf meerdere keren bij de bouw (dan wel groot onderhoud) wezen kijken, o.a. bij Jean le Cam) om te zien hoe deze complexe boten in elkaar worden gezet.
Sluit me geheel bij Peter aan: super dat we hier een paar mensen hebben die er middenin staan en dit met ons willen delen!